在地铁建设的过程中,基坑工程事故不断出现,造成了重大的经济损失和人员伤亡,地铁车站深基坑设计与施工,直接影响了基坑安全。因此,研究基坑开挖造成的围护结构变形规律和周围土层的扰动规律,对武汉地区地铁基坑工程的设计与施工有重大意义。本文以“武汉地铁8号线洪山站基坑监测项目”为依托,具体研究内容和相关结论如下:（1）整理和分析了基坑的变形特性及支护形式。通过查阅国内外相关文献以及研究成果,对深基坑工程研究现状和深基坑变形以及基坑支护优化设计的研究现状进行了归纳总结;介绍了基坑围护结构,周边地表沉降和坑底隆起的几种变形形式,总结了几种常见的基坑变形估算方法,对常见的基坑支护结构类型进行了归纳。（2）结合现场实测数据,分析了车站基坑变形规律。简单的介绍了车站基坑的工程背景及基坑监测的目的和内容;基坑周边地表沉降值是随着开挖过程逐渐增大,基坑变形具有明显的时空效应,基坑围护结构变形呈现两头大中间小的弓形。（3）利用岩土工程有限元软件PLAXIS 3D对地铁车站深基坑的开挖过程进行了数值模拟。对PLAXIS 3D软件进行了简单的介绍说明,阐述了HSS模型的基本理论和优势;利用PLAXIS 3D模拟基坑开挖过程,得出了周边地表沉降和围护结构位移云图,并将模拟结果与现场实测数据进行了对比分析,模拟结果与实测结果基本一致,验证了有限元模型的合理性和有效性。（4）基于正交实验法的有限元数值模拟对深基坑支护结构细部参数进行了优化设计。正交试验可以从“全面试验”中挑选能代表全面情况的“部分试验”,具有“均匀分散,整齐可比”的特点,采用极差分析法对实验结果进行分析,可确定最优方案。优化结果表明,在变形控制范围之类,以支护结构工程造价作为评价指标,主要支护结构参数对桩身位移和造价的敏感程度依次为:桩身直径>钢支撑间距>桩嵌固深度>桩中心距,优化后的支护方案可节省工程造价。